Γνωρίζουμε ότι τόσο το ηλεκτρικό όσο και μαγνητικός Τα πεδία ταξιδεύουν με τη μορφή κυμάτων και η διακοπή αυτών των πεδίων ονομάζεται φως. Για παράδειγμα, όταν ρίχνετε μια πέτρα σε μια πισίνα, μπορούμε να παρατηρήσουμε τα κύματα σε κυκλική μορφή που κινείται προς τα έξω από την πέτρα. Παρόμοια με αυτά τα κύματα, κάθε κυματισμός φωτός έχει μια ακολουθία υψηλών σημείων που είναι γνωστή ως κορυφές, όπου το ηλεκτρικό πεδίο είναι μέγιστο, και μια ακολουθία χαμηλών σημείων είναι γνωστή ως γούρνα, όπου το ηλεκτρικό πεδίο είναι χαμηλότερο. Η απόσταση μεταξύ δύο κορυφών κυμάτων ονομάζεται μήκος κύματος και για τις κοιλότητες επίσης θα είναι η ίδια. Ο αριθμός των κυματισμών που ρέουν μέσω ενός καθορισμένου σημείου εντός 1 δευτερολέπτου είναι γνωστός ως η συχνότητα και υπολογίζεται σε κύκλους / δευτερόλεπτο γνωστός ως HZ (Hertz). Αυτό το άρθρο ασχολείται με τη σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας.
Σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας
Η σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας συζητά κυρίως τι είναι η συχνότητα, ποιο είναι το μήκος κύματος και η σχέση της.
Τι είναι η συχνότητα;
Η συχνότητα μπορεί να οριστεί ως ο αριθμός των ταλαντώσεων κυματισμού για κάθε μονάδα χρόνου που υπολογίζεται σε Hz (hertz). Το εύρος της συχνότητας που ακούει ο άνθρωπος κυμαίνεται από 20 Hz έως 20000 Hz. Εάν η ηχητική συχνότητα είναι πάνω από το εύρος των ανθρώπινων αυτιών, τότε είναι γνωστή ως υπερηχογράφημα. Ομοίως, εάν η ηχητική συχνότητα είναι μικρότερη από το εύρος των ανθρώπινων αυτιών, τότε είναι γνωστή ως υπέρυθρος.
Η εξίσωση συχνότητας (f) είναι = 1 / T
Που
f = Συχνότητα
T = Χρονική περίοδος
Τι είναι το μήκος κύματος;
Μήκος κύματος (απόσταση / μήκος) μπορεί να οριστεί ως η απόσταση μεταξύ δύο στενών σημείων εντός φάσης μεταξύ τους. Ως εκ τούτου, δύο συνεχόμενες κορυφές, κατά τα άλλα, μέσω ενός κυματισμού διαχωρίζονται σε απόσταση ενός μόνο μήκους κύματος. Το μήκος κύματος ενός κύματος μπορεί να περιγραφεί με ένα σύμβολο «λ» λάμδα.
μήκος κύματος
Το μήκος κύματος είναι η απόσταση μεταξύ δύο κορυφών ή δύο κοιλοτήτων σε ένα κύμα. Το σημείο αιχμής του κύματος είναι η κορυφή ενώ το χαμηλότερο σημείο της κυματομορφής είναι μια κοιλότητα. Οι μονάδες μήκους κύματος είναι μέτρα, cms, mms, nms κ.λπ.
Η εξίσωση μήκους κύματος (λ) είναι = λ = v / f
Που
V = Ταχύτητα ή ταχύτητα φάσης
f = Συχνότητα
Πώς σχετίζονται το μήκος κύματος και η συχνότητα;
Το ταξίδι του ηλεκτρομαγνητικός ή EM κύματα μπορούν να γίνουν με ταχύτητα 299.792 km / sec. Αυτό είναι ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά. Υπάρχουν πολλοί τύποι κυμάτων που διαφέρουν ανάλογα με τη συχνότητα καθώς και το μήκος κύματος. Η ταχύτητα φωτός μπορεί να οριστεί καθώς η συχνότητα του κύματος EM πολλαπλασιάζεται με το μήκος κύματος του.
Ταχύτητα φωτός = Μήκος κύματος * συχνότητα ταλάντωσης
Η παραπάνω εξίσωση χρησιμοποιείται για να ανακαλύψει τη συχνότητα ή το μήκος κύματος του κύματος EM διαιρώντας τη μέτρηση με την ταχύτητα φωτός για να λάβουμε άλλη μέτρηση.
Η σχέση μεταξύ συχνότητας και μήκους κύματος
Η σχέση μεταξύ μήκους κύματος και συχνότητας φωτός μπορεί να υπάρχει όταν ένα κύμα υψηλής συχνότητας ταξιδεύει γρηγορότερα από πριν σε ένα σχοινί. Σε κάποιο στάδιο σε αυτό, μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι το μήκος κύματος μετατρέπεται σε μικρότερο. Έτσι, πρέπει να ξέρουμε τι ακριβώς είναι αυτή η σχέση.
σχέση-μεταξύ-μήκους κύματος και συχνότητας
Μια άλλη ποσότητα είναι μια χρονική περίοδος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απεικόνιση ενός σήματος. Μπορεί επίσης να οριστεί όταν χρειάζεται ο χρόνος για την ολοκλήρωση μιας ταλάντωσης. Καθώς η συχνότητα αποφασίζει πόσες φορές ένα κύμα ταλαντεύεται και μπορεί να εκφραστεί ως,
Συχνότητα = 1 / T χρονική περίοδο ή f = 1 / T
Κάθε θέση στο σήμα φτάνει στον ίδιο ρυθμό μετά από μία μόνο περίοδο, καθώς ένα σήμα περνά από μια ταλάντωση σε ένα μόνο στάδιο. Αυτό συμβαίνει όταν κάθε αποτέλεσμα περιόδου ταλάντωσης ταξιδεύει σε απόσταση μήκους κύματος εντός της μονοφασικής φάσης για να κλείσει.
Η ταχύτητα του κύματος (v) μπορεί να περιγραφεί ως χώρος που διανύεται μέσω ενός κύματος για κάθε μονάδα χρόνου. Εάν πιστεύεται ότι το σήμα ταξιδεύει σε απόσταση ενός μήκους κύματος μέσα σε μία μόνο περίοδο,
V = λ/T
Γι 'αυτό γνωρίζουμε ότι T = 1 / f, οπότε η παραπάνω εξίσωση μπορεί να εκφραστεί ως,
V = f λ
Η ταχύτητα του κύματος είναι ισοδύναμη με το προϊόν του μήκους κύματος και της συχνότητάς του, πράγμα που συνεπάγεται τη σχέση μεταξύ αυτών των δύο.
Σχέση μεταξύ καθοδηγούμενου μήκους κύματος και συχνότητας αποκοπής
Το καθοδηγούμενο από τη σχέση μήκος κύματος και η συχνότητα αποκοπής συζητούνται παρακάτω.
Οδηγός Μήκος κύματος
Το καθοδηγούμενο μήκος κύματος μπορεί να οριστεί ως ο χώρος μεταξύ δύο ισοδύναμων επιπέδων φάσης με τον κυματοδηγό. Αυτό το μήκος κύματος είναι μια λειτουργία που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία της συχνότητας καθώς και του μήκους κύματος χαμηλής αποκοπής. Η εξίσωση μήκους κύματος οδηγού φαίνεται παρακάτω.
λguide = λfreespace / √ ((1- λfreespace) / λcutoff) 2
λguide = c / f x1 / √1- (c / 2af) 2
Αυτό χρησιμοποιείται κυρίως κατά το σχεδιασμό κατανεμημένων σχηματισμών εντός του κυματοδηγού. Για παράδειγμα, εάν σχεδιάζουμε έναν διακόπτη διόδων όπως ένα Δίοδος PIN χρησιμοποιώντας δύο διόδους διακλάδωσης με διαστήματα μήκους κύματος 3/4 ξεχωριστά, χρησιμοποιήστε το μήκος κύματος οδηγού (3/4) στο σχέδιό σας. Σε έναν κυματοδηγό, το καθοδηγούμενο μήκος κύματος το συγκρίνει περισσότερο στον ελεύθερο χώρο.
Συχνότητες διακοπής
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι τρόπων μετάδοσης που υποστηρίζουν έναν κυματοδηγό. Αλλά η κανονική λειτουργία μετάδοσης εντός ορθογώνιου κυματοδηγού είναι γνωστή ως TE10. Το ανώτερο μήκος κύματος αποκοπής ή η χαμηλότερη συχνότητα αποκοπής που χρησιμοποιείται για αυτήν τη λειτουργία είναι εξαιρετικά απλό. Η ανώτερη συχνότητα αποκοπής είναι ακριβώς μια οκτάβα πάνω από την κάτω.
ανώτερο όριο = 2 x a
φάχαμηλότερο όριο= c / 2a (GHz)
a = διάσταση ευρέως τοιχώματος
c = ταχύτητα φωτός
Τα συνήθη όρια λειτουργίας που χρησιμοποιούνται για ορθογώνιο κυματοδηγό κυμαίνονται από 125% έως 189% της χαμηλότερης συχνότητας αποκοπής. Επομένως, η συχνότητα αποκοπής του WR90 είναι 6,557 GHz και η συνήθης ζώνη λειτουργίας θα κυμαίνεται από 8,2 GHz έως 12,4 GHz. Η λειτουργία του οδηγού θα σταματήσει στη χαμηλότερη συχνότητα αποκοπής.
Σχέση μεταξύ ταχύτητας ήχου μήκους κύματος και συχνότητας
Ένα ηχητικό κύμα ταξιδεύει με μια συγκεκριμένη ταχύτητα και επίσης έχει ιδιότητες όπως το μήκος κύματος καθώς και τη συχνότητα. Η ταχύτητα του ήχου μπορεί να παρατηρηθεί σε μια οθόνη πυροτεχνημάτων. Η φλόγα μιας έκρηξης παρατηρείται καλά όταν ακούγεται καθαρά ο ήχος της, τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν με σταθερή ταχύτητα που είναι πολύ πιο αργή σε σύγκριση με το φως.
Η συχνότητα ήχου μπορεί να είναι άμεσα που μπορούμε να παρατηρήσουμε που είναι γνωστό ως βήμα. Το μήκος κύματος του ήχου δεν ανιχνεύεται ευθέως, ωστόσο, υπάρχουν έμμεσες ενδείξεις στη σύνδεση του μεγέθους του μουσικού οργάνου μαζί με το γήπεδο.
Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας του μήκους κύματος του ήχου και της συχνότητας είναι η ίδια για όλα τα κύματα
Vw = fλ
Όπου «Vw» είναι η ταχύτητα του ήχου.
«F» είναι η συχνότητα
«Λ» είναι το μήκος κύματος.
Μόλις το ηχητικό κύμα αρχίσει να ταξιδεύει από το ένα μέσο στο άλλο μέσο τότε η ταχύτητα του ήχου μπορεί να αλλάξει. Όμως, συνήθως, η συχνότητα παραμένει πολύ παρόμοια καθώς είναι παρόμοια με μια καθοδηγούμενη ταλάντωση. Εάν το 'Vw' αλλάξει και η συχνότητα παραμένει η ίδια, μετά από αυτό το μήκος κύματος πρέπει να αλλάξει. Όταν η ταχύτητα του ήχου είναι υψηλότερη, τότε το μήκος κύματος είναι υψηλότερο για μια καθορισμένη συχνότητα.
